(57)【要約】      （修正有）【課題】タイムリーに知能化して監視および保護し、人員と財産の安全を保証できる直流スイッチボックスを提供する。【解決手段】直流スイッチボックスは、正極ボックス１１、負極ボックス１２、ブレーカー１３及び絶縁スイッチ１４を備える。ブレーカーの第１端は、正極ボックスのバスバーに接続され、ブレーカーの第２端は絶縁スイッチの第１端に接続され、ブレーカーは、直流スイッチボックスが故障した際、正極ボックスと正極ボックスのバスバーとの接続を遮断する。また、絶縁スイッチの第２端が架空線１５に接続され、絶縁スイッチは、直流スイッチボックスと架空線との間の電圧信号を遮断・導通する。【選択図】図２
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
正極ボックス、負極ボックス、ブレーカー及び絶縁スイッチを備え、
前記ブレーカーの第１端が前記正極ボックスのバスバーに接続するように構成され、前記ブレーカーの第２端が前記絶縁スイッチの第１端に接続され、前記ブレーカーは、前記直流スイッチボックスが故障した際に、前記正極ボックスと前記正極ボックスのバスバーとの接続を遮断するように構成され、
前記絶縁スイッチの第２端が架空線に接続され、前記絶縁スイッチは、前記直流スイッチボックスと架空線との間の電圧信号を遮断・導通するように構成される、直流スイッチボックス。
【請求項２】
前記ブレーカーが直流ブレーカーである、請求項１に記載の直流スイッチボックス。
【請求項３】
請求項１〜２のいずれか１項に記載の直流スイッチボックスを監視することに用いられる直流スイッチボックスの監視システムであって、
信号収集装置、サーバ、通信装置及びプロセッサーを備え、
前記信号収集装置の第１入力端は、前記直流スイッチボックスの正極ボックスのバスバーに接続され、前記正極ボックスのバスバーの信号を収集するように構成され、前記信号収集装置の第２入力端は、前記直流スイッチボックスの負極ボックスのバスバーに接続され、前記負極ボックスのバスバーの信号を収集するように構成され、前記信号収集装置の第３入力端は、前記直流スイッチボックスのブレーカーの第２端に接続され、保護装置におけるブレーカーから出力する電気信号を収集するように構成され、
前記通信装置の入力端が前記信号収集装置の出力端に接続され、前記通信装置の第１送信端が前記サーバに接続されるとともに、前記通信装置の第２送信端が前記プロセッサーの制御端に接続され、前記通信装置は、前記信号収集装置による収集信号を前記サーバに送信するように構成され、前記サーバと前記プロセッサーとの通信の送信を行い、
前記サーバは、データベースを構築するように前記信号収集装置による収集信号を整合し、前記信号収集装置による収集信号をリアルタイムに監視し、前記通信装置によって前記プロセッサーへ信号を送信するように構成され、
前記プロセッサーの出力端が前記直流スイッチボックスの制御端に接続され、前記プロセッサーは、前記サーバが送信した信号に基づき、前記直流スイッチボックスに対して保護動作を行うように構成される、直流スイッチボックスの監視システム。
【請求項４】
分流器を更に備え、
前記分流器の第１端が前記直流スイッチボックスのブレーカーの第２端に接続され、前記分流器の第２端が前記直流スイッチボックスの絶縁スイッチの第１端に接続され、前記分流器は、前記ブレーカーから出力する信号を制限し、前記信号収集装置は、制限された電気信号を収集するように構成される、請求項３に記載の監視システム。
【請求項５】
前記分流器は、電流検出端および電圧検出端を備え、前記信号収集装置の第３入力端は、電流収集端および電圧収集端を備え、
前記信号収集装置の電流収集端は、前記分流器の電流検出端に接続され、前記電流検出端の電流を検出するように構成され、電圧収集端は、前記分流器の電圧検出端に接続され、前記電圧検出端の電圧を検出するように構成される、請求項４に記載の監視システム。
【請求項６】
前記信号収集装置は、光ファイバー絶縁アンプを備える、請求項３〜５のいずれか１項に記載の監視システム。
【請求項７】
マスタ機を更に備え、
前記マスタ機は、前記通信装置を介して前記サーバに接続され、前記サーバが構築されたデータベースと前記信号収集装置のリアルタイム監視データとを記憶して表示し、外部制御指令を受信し、前記通信装置によって前記サーバに送信するように構成され、
前記サーバは、更に前記外部制御指令に応じて、前記通信装置によって前記プロセッサーへ信号を送信するように構成される、請求項３〜６のいずれか１項に記載の監視システム。
【請求項８】
請求項３〜７のいずれか１項に記載の直流スイッチボックスの監視システムに実行される直流スイッチボックスの監視方法であって、
前記直流スイッチボックスにおける電気信号の全記録波形データを取得し、データベースを構築することと、
前記データベース及び前記直流スイッチボックスの電気信号をリアルタイムに検出して取得した収集信号に基づき、前記直流スイッチボックスの動作パラメータを決定することと、を含む、直流スイッチボックスの監視方法。
【請求項９】
前記データベースによって、前記直流スイッチボックスの電気信号をリアルタイムに検出し、前記直流スイッチボックスの動作パラメータを決定することは、
前記データベースに記憶された電気信号を設定計算し、前記直流スイッチボックスの動作状況を分析することと、
前記動作状況によって、前記直流スイッチボックスの電流変化をリアルタイムにトラッキングし、前記直流スイッチボックスの動作パラメータを決定することと、を含む、請求項８に記載の監視方法。
【請求項１０】
前記データベースに記憶された電気信号を設定計算することは、
前記データベースにおける全記録波形データに基づき、前記直流スイッチボックスの電流変化傾向を分析し、前記設定計算のパラメータ値を決定することと、
前記設定計算のパラメータ値および前記データベースに記憶された電気信号に基づき、設定計算を行うことと、を含む、請求項９に記載の監視方法。
【請求項１１】
前記直流スイッチボックスの動作パラメータを決定した後に、
前記データベース及び前記動作パラメータに基づき、前記直流スイッチボックスに対して品質評価を行うことを更に含む、請求項８に記載の監視方法。
【請求項１２】
前記データベース及び前記動作パラメータに基づき、前記直流スイッチボックスに対して品質評価を行うことは、
前記データベースにおけるデータに対して直流成分及び高調波成分の抽出を行い、データグラフィックを構築することと、
前記データグラフィック及び複数の動作状態での動作パラメータに基づき、前記直流スイッチボックスの複数の動作状態での配電状況を決定することと、
前記配電状況に基づき、前記直流スイッチボックスの動作パターンを取得し、前記直流スイッチボックスの動作パラメータを決定することと、を含み、請求項１１に記載の監視方法。
【請求項１３】
前記直流スイッチボックスにおける電気信号の全記録波形データを定期的に収集し、前記データベースに記憶されたデータ情報を更新することを更に含む、請求項８に記載の監視方法。
【請求項１４】
前記データベース及び前記動作パラメータに基づき、前記直流スイッチボックスに対して品質評価を行う前に、
前記直流スイッチボックスにおけるブレーカー断線／トリップ回数および基本パラメータを取得することと、
前記ブレーカーの断線／トリップ回数と基本パラメータに基づき、前記直流スイッチボックスのメンテナンス基準を設定することと、を更に含む、請求項１１に記載の監視方法。
【請求項１５】
前記データベース及び前記動作パラメータに基づき、前記直流スイッチボックスに対して品質評価を行うことは、
前記データベース及び前記動作パラメータに基づき、前記直流スイッチボックスの故障率および故障間隔時間をリアルタイムに分析することと、
前記直流スイッチボックスのメンテナンス基準、故障率および故障間隔時間に基づき、前記直流スイッチボックスの品質を評価することと、を含む、請求項１４に記載の監視方法。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本実施例は、電子電路の技術分野に関し、例えば、直流スイッチボックス、その監視システム及び監視方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
関連技術において、直流けん引給電システムは、軌道交通けん引設備の重要な構成要素であり、直流スイッチ装置は、直流けん引給電設備の核心である。通常、直流スイッチ装置は、主に直流スイッチボックス、直流ブレーカー、直流マイコン総合計測制御保護装置及び絶縁スイッチを備える。わが国の軌道交通の急速な発展に伴い、中国の自主設計の軌道交通直流スイッチ装置の発展が望まれている。
【０００３】
直流スイッチ装置のスイッチボックスの主な作用は、電力システムの発電、送電、配電及び電気エネルギー変換中の開閉であり、電気設備を制御および保護し、主にブレーカー、絶縁スイッチ（Isolating switch）、負荷スイッチ、操作機構、トランス及び複数の保護装置等からなる。直流ブレーカーは、直流給電システムの安全動作を確保し、直流ブレーカーの機構が高速に動作できるように要求し、主な作用は、直流けん引給電システムの正極回路の給電の一次電流のオンオフを保護することである。直流マイコン総合計測制御保護装置は、直流制御及び保護のリレーであり、複数の強力なマイクロプロセッサを採用して測定、保護及び制御の機能を実現し、電車、都市軌道交通等に適用でき、直流ブレーカーが含む計測制御の要求を満足する。
【０００４】
しかし、関連技術における直流スイッチボックス及びその監視システムは、知能化に十分でなく、タイムリーな制御ができないため、ますます知能化していく軌道交通制御システムに適用しない。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
これを鑑み、本実施例は、関連技術において直流スイッチボックス及びその監視システムが知能化に十分でなく、直流スイッチボックスをタイムリーに制御できない技術課題を解決する直流スイッチボックス、その監視システム及び監視方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
直流スイッチボックスは、正極ボックス、負極ボックス、ブレーカー及び絶縁スイッチを備え、
前記ブレーカーの第１端が前記正極ボックスのバスバーに接続されるように構成され、前記ブレーカーの第２端が前記絶縁スイッチの第１端に接続され、前記ブレーカーは、前記直流スイッチボックスが故障した際に、前記正極ボックスと前記正極ボックスのバスバーとの接続を遮断するように構成され、
前記絶縁スイッチの第２端が架空線に接続され、前記絶縁スイッチは、前記直流スイッチボックスと架空線との間の電圧信号を遮断・導通するように構成される。
【０００７】
好ましくは、前記ブレーカーが直流ブレーカーである。
【０００８】
直流スイッチボックスの監視システムは、上記いずれか１項に記載の直流スイッチボックスを監視することに用いられ、前記監視システムは、信号収集装置、サーバ、通信装置及びプロセッサーを備え、
前記信号収集装置の第１入力端は、前記直流スイッチボックスの正極ボックスのバスバーに接続され、前記正極ボックスのバスバーの信号を収集するように構成され、前記信号収集装置の第２入力端は、前記直流スイッチボックスの負極ボックスのバスバーに接続され、前記負極ボックスのバスバーの信号を収集するように構成され、前記信号収集装置の第３入力端は、前記直流スイッチボックスのブレーカーの第２端に接続され、保護装置におけるブレーカーから出力する電気信号を収集するように構成され、
前記通信装置の入力端が前記信号収集装置の出力端に接続され、前記通信装置の第１送信端が前記サーバに接続されるとともに、前記通信装置の第２送信端が前記プロセッサーの制御端に接続され、前記通信装置は、前記信号収集装置による収集信号を前記サーバに送信するように構成され、前記サーバと前記プロセッサーとの通信の送信を行い、
前記サーバは、データベースを構築するように前記信号収集装置による収集信号を整合し、前記信号収集装置による収集信号をリアルタイムに監視し、前記通信装置によって前記プロセッサーへ信号を送信するように構成され、
前記プロセッサーの出力端が前記直流スイッチボックスの制御端に接続され、前記プロセッサーは、前記サーバが送信した信号に基づき、前記直流スイッチボックスに対して保護動作を行うように構成される。
【０００９】
好ましくは、分流器を更に備え、
前記分流器の第１端が前記直流スイッチボックスのブレーカーの第２端に接続され、前記分流器の第２端が前記直流スイッチボックスの絶縁スイッチの第１端に接続され、前記分流器は、前記ブレーカーから出力した信号を制限し、前記信号収集装置は、制限された電気信号を収集するように構成される。
【００１０】
好ましくは、前記分流器は、電流検出端および電圧検出端を備え、前記信号収集装置の第３入力端は、電流収集端および電圧収集端を備え、
前記信号収集装置の電流収集端は、前記分流器の電流検出端に接続され、前記電流検出端の電流を検出するように構成され、電圧収集端は、前記分流器の電圧検出端に接続され、前記電圧検出端の電圧を検出するように構成される。
【００１１】
好ましくは、前記信号収集装置は、光ファイバー絶縁アンプを備える。
【００１２】
好ましくは、マスタ機を更に備え、
前記マスタ機は、前記通信装置を介して前記サーバに接続され、前記サーバが構築したデータベースと前記信号収集装置のリアルタイム監視データとを記憶して表示し、外部制御指令を受信し、前記通信装置によって前記サーバに送信するように構成され、
前記サーバは、更に前記外部制御指令に応じて、前記通信装置によって前記プロセッサーへ信号を送信するように構成される。
【００１３】
直流スイッチボックスの監視方法は、上記いずれか１項に記載の直流スイッチボックスの監視システムによって実行され、前記監視方法は、
前記直流スイッチボックスにおける電気信号の全記録波形データを取得し、データベースを構築することと、
前記データベース及び前記直流スイッチボックスの電気信号をリアルタイムに検出して取得した収集信号に基づき、前記直流スイッチボックスの動作パラメータを決定することと、を含む。
【００１４】
好ましくは、データベースによって、前記直流スイッチボックスの電気信号をリアルタイムに検出し、前記直流スイッチボックスの動作パラメータを決定することは、
前記データベースに記憶された電気信号を設定計算し、前記直流スイッチボックスの動作状況を分析することと、
前記動作状況によって、前記直流スイッチボックスの電流変化をリアルタイムにトラッキングし、前記直流スイッチボックスの動作パラメータを決定することと、を含む。
【００１５】
好ましくは、前記データベースに記憶された電気信号を設定計算することは、
前記データベースにおける全記録波形データに基づき、前記直流スイッチボックスの電流変化傾向を分析し、前記設定計算のパラメータ値を決定することと、
前記設定計算のパラメータ値、および前記データベースに記憶された電気信号に基づき、設定計算を行うことと、を含む。
【００１６】
好ましくは、前記直流スイッチボックスの動作パラメータを決定した後に、
前記データベース及び前記動作パラメータに基づき、前記直流スイッチボックスに対して品質評価を行うことを更に含む。
【００１７】
好ましくは、前記データベース及び前記動作パラメータに基づき、前記直流スイッチボックスに対して品質評価を行うことは、
前記データベースにおけるデータに対して直流成分及び高調波成分の抽出を行い、データグラフィックを構築することと、
前記データグラフィック及び複数の動作状態での動作パラメータに基づき、前記直流スイッチボックスの複数の動作状態での配電状況を決定することと、
前記配電状況に基づき、前記直流スイッチボックスの動作パターンを取得し、前記直流スイッチボックスの動作パラメータを決定することと、を含む。
【００１８】
好ましくは、前記直流スイッチボックスにおける電気信号の全記録波形データを定期的に収集し、前記データベースに記憶されたデータ情報を更新することを更に含む。
【００１９】
好ましくは、前記データベース及び前記動作パラメータに基づき、前記直流スイッチボックスに対して品質評価を行う前に、
前記直流スイッチボックスにおけるブレーカーの断線／トリップ回数および基本パラメータを取得することと、
前記ブレーカーの断線／トリップ回数および基本パラメータに基づき、前記直流スイッチボックスのメンテナンス基準を設定することと、を更に含む。
【００２０】
好ましくは、前記データベース及び前記動作パラメータに基づき、前記直流スイッチボックスに対して品質評価を行うことは、
前記データベース及び前記動作パラメータに基づき、前記直流スイッチボックスの故障率および故障間隔時間をリアルタイムに分析することと、
前記直流スイッチボックスのメンテナンス基準、故障率および故障間隔時間に基づき、前記直流スイッチボックスの品質を評価することと、を含む。
【考案の効果】
【００２１】
本実施例に係る直流スイッチボックス、その監視システム及び監視方法は、関連技術の直流スイッチボックスに対する制御および監視がタイムリーでなく知能化に十分でないという技術課題を解決する。本実施例は、故障の時に直流スイッチボックスとバスバー／給電設備との接続を遮断するように、監視システムを採用して直流スイッチボックスの動作状況を監視し、直流スイッチボックスにブレーカー及び絶縁スイッチを設置することで、直流スイッチボックスをタイムリーに知能化して監視および保護し、人員及び財産の安全を保証できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施例１に係る直流スイッチボックスの構造模式図である。
【図２】実施例２に係る直流スイッチボックスの構造模式図である。
【図３】実施例３に係る直流スイッチボックスの監視システムの構造模式図である。
【図４】実施例４に係る直流スイッチボックスの監視方法のフローチャートである。
【図５】実施例５に係る直流スイッチボックスの監視方法のフローチャートである。
【図６】実施例６に係る直流スイッチボックスの監視方法のフローチャートである。
【図７】実施例７に係る直流スイッチボックスの監視方法のフローチャートである。
【考案を実施するための形態】
【００２３】
実施例１
本実施例に係る直流スイッチボックスは、軌道交通給電システムの利用シーンに適用できる。図１は、本実施例１に係る直流スイッチボックスの構造模式図である。図１に示すように、本実施例に係る直流スイッチボックス１０は、正極ボックス１１、負極ボックス１２、ブレーカー１３及び絶縁スイッチ１４を備える。ここで、ブレーカー１３の第１端が正極ボックス１１のバスバーＤＣ＋に接続され、ブレーカー１３の第２端が絶縁スイッチ１４の第１端に接続され、前記ブレーカー１３は、電路が故障した際に、正極ボックス１１とそのバスバーＤＣ＋との接続を遮断することに用いられる。絶縁スイッチ１４の第２端は、架空線１５に接続され、直流スイッチボックスと架空線１５との間の電圧信号を遮断することに用いられる。
【００２４】
例示的に、関連技術における軌道交通給電システムは、整流素子によってけん引変電所の主変電所の交流高圧値が降圧され、通常、１５００Ｖの直流電圧に整流され、直流スイッチボックスによって架空線へ給電する。しかし、実際の使用中に、電路に短絡等の故障が発生可能であり、軌道交通の動作に不利であるため、故障が発生した際に軌道交通に対して保護できるように、対応する保護装置を設置する必要がある。図１に示すように、本実施例に係る直流スイッチボックス１０のボックスは、正極ボックス１１及び負極ボックス１２からなり、これに加えて他のフィーダ線ボックス及び分路トリップボックス等を備えてもよい。対応する直流スイッチボックス１０は、ブレーカー１３及び絶縁スイッチ１３を更に備える。ブレーカー１３は、正極ボックス及び対応する機器が短絡電流に損傷されないことを確保するように、直流スイッチボックス１０が故障した際に、正極ボックス１１と前記正極ボックス１１のバスバーＤＣ＋との接続を遮断することができる。また、更に、ブレーカー１３と直列接続する絶縁スイッチ１４によって、直流スイッチボックス１０と架空線１５との間を電気的に離隔する。ここで、前記交流高圧値は、２４００Ｖ又は３６００Ｖであってもよい。
【００２５】
好ましくは、本実施例に係る直流スイッチボックス１０のブレーカー１３は、直流ブレーカーであってもよい。直流ブレーカーは、高い分断能力および制限特性を有するため、ブレーカー１３が短絡電流の条件で損傷しないことを確保でき、且つ高い分断能力を基に安全距離を短縮できる。
【００２６】
本実施例に係る直流スイッチボックスは、ブレーカーによって正極ボックスとバスバーとの接続を制御し、絶縁スイッチを採用して直流スイッチボックスと架空線における電気機器とを遮断することで、故障が発生した際に、直流スイッチボックスと母線又は架空線との接続を速やかに遮断し、人員及び財産の安全を確保する。
【００２７】
実施例２
本実施例に係る直流スイッチボックスの監視システムは、軌道交通給電システムにおいて直流スイッチボックスの動作状況を監視する利用シーンに適用される。図２は、実施例２に係る直流スイッチボックスの構造模式図である。本実施例に係る直流スイッチボックスの監視システムは、本実施例に係る直流スイッチボックスに適用される。図２に示すように、該監視システムは、信号収集装置２０、サーバ３０、通信装置４０及びプロセッサー５０を備える。
【００２８】
ここで、信号収集装置２０は、第１入力端が直流スイッチボックス１０の正極ボックス１１のバスバーに接続され、第２入力端が直流スイッチボックス１０の負極ボックス１２のバスバーに接続され、第３入力端が直流スイッチボックス１０のブレーカー１３の第２端に接続され、正極ボックス１１のバスバーの信号、負極ボックス１２のバスバーの信号及びブレーカー１３出力の電気信号を収集することに用いられる。通信装置４０の入力端が信号収集装置２０の出力端に接続され、通信装置４０の第１送信端がサーバ３０に接続され、通信装置４０の第２送信端がプロセッサー５０の制御端に接続され、通信装置４０は、信号収集装置２０が収集した信号をサーバ３０に送信し、サーバ３０とプロセッサー５０との通信の送信を行うことに用いられる。サーバ３０は、データベースを構築するように、信号収集装置２０が収集した信号を整合し、信号収集装置２０が収集した信号をリアルタイムに監視し、通信装置４０によってプロセッサー５０へ信号を送信することに用いられる。プロセッサー５０の出力端は、直流スイッチボックス１０の制御端に接続され、サーバ３０が送信した信号に基づき、直流スイッチボックス１０に対して保護動作を行うことに用いられる。
【００２９】
例示的に、軌道交通給電システムにおいて、直流スイッチボックスは、その給電設備の核心である。軌道交通の給電システムの使用中に、環境の悪さや機器の劣化等の不確定要素によって、ＤＣ１５００Ｖ直流システムの故障確率が不確定である。よくある故障のタイプは、架空線過負荷、送信器故障、整流室及び高圧室アラーム等を含む。従って、関係者は、機器の温度及び湿度などのパラメータの変化に常に注意し、異常があればタイムリーに報告し、関係者によって故障タイプを分析した後に、点検を実施する必要がある。このように、人が巡回検査をして故障検出及び分析を行う方法は、知能化に十分でなく、且つ人手が限られているため、故障の検出がタイムリーにできず、人員及び財産の損失を起こす可能性が高い。
図２に示すように、本実施例は、信号収集装置２０によって正極ボックス１１のバスバーの信号、負極ボックス１２のバスバーの信号及びブレーカー１３出力端から出力する電気信号をそれぞれ収集し、収集した電気信号を通信装置４０によってサーバ３０にアップロードすることで、サーバ３０は、信号収集装置２０が収集した信号を整合し、対応するデータベースを構築し、前記収集の信号をリアルタイムに監視し、直流スイッチボックス１０及び架空線１５に関連する軌道交通の動作状況に対する全記録波形を実現する直流スイッチ装置の監視システムを提供する。また、通信装置４０は、更に、サーバ３０とプロセッサー５０との通信の送信を行うことで、プロセッサー５０がサーバ３０において構築されたデータベース及び信号収集装置２０が収集したリアルタイム信号に基づき、対応する制御信号を送信し、直流スイッチボックス１０及び架空線１５における関連する軌道交通機器に保護措置を実施することができる。
【００３０】
本実施例に係る直流スイッチボックスの監視システムは、直流スイッチボックス及び架空線の動作状況を全過程において検出して対応するデータベースを構築し、直流スイッチボックス及び架空線の動作状況をリアルタイムに監視することによって、現在の故障状況をタイムリーに判断し、直流スイッチボックス及び架空線を知能化してタイムリーに監視することを実現し、人員及び財産の安全を確保することができる。
【００３１】
実施例３
本実施例は、上記実施例を基に最適化し、上記実施例を基に分流器を採用して直流スイッチボックスにおけるブレーカー出力端から出力する電気信号を検出することを提供する。図３は、実施例３に係る直流スイッチボックスの監視システムの構造模式図である。図３に示すように、本実施例に係る監視システムは、信号収集装置２０、サーバ３０、通信装置４０、プロセッサー５０及び分流器６０を備える。ここで、分流器６０は、第１端が直流スイッチボックス１０のブレーカー１３の第２端に接続され、第２端が直流スイッチボックス１０の絶縁スイッチ１４の第１端に接続され、ブレーカー１３から出力する信号を制限し、信号収集装置２０が収集した電気信号をより正確にすることに用いられる。
【００３２】
好ましくは、分流器６０は、電流検出端および電圧検出端を備え、対応して、信号収集装置２０の第３入力端は、電流収集端と電圧収集端を備えてもよい。ここで、信号収集装置２０の電流収集端が分流器６０の電流検出端に接続され、信号収集装置２０の電圧収集端は、分流器６０の電圧検出端に接続され、分流器６０電流検出端の電流および電圧検出端の電圧をそれぞれ検出することに用いられる。
【００３３】
例示的に、軌道交通給電システムにおいて、高圧直流スイッチボックスが確実な調節および保護機能を有することを保証するために、直流スイッチボックスにおいて流す電流信号を測定する信頼性のある測定システムを採用する必要がある。分流器は、大電流を流し得る正確な抵抗として、高圧直流回路において直流分流器を直列接続することによって、分流器を流す電流値を測定することができる。本実施例に係る監視システムにおける信号収集装置２０は、収集分流器６０の両端の電圧及び電流値に基づき、更にブレーカー１３の出力端から出力する電気信号を正確に収集することを実現する。
【００３４】
好ましくは、信号収集装置２０は、光ファイバー絶縁アンプを備える。分流器によって信号収集装置２０が収集した電気信号は、数字信号に変換され、光ファイバーを介して送信され、電気的に絶縁されることができる。信号収集装置２０において、光ファイバー絶縁アンプを採用して信号を送信し、より高い測定精度および測定範囲を有することができる。
【００３５】
好ましくは、図３に示すように、上記実施例を基に、本実施例に係る直流スイッチボックスの監視システムは、マスタ機７０を更に備える。ここで、マスタ機７０は、通信装置４０を介してサーバ３０に接続され、サーバ３０が構築したデータベース及び信号収集装置２０のリアルタイム監視データを記憶して表示し、外部制御指令を受信し、通信装置４０によってサーバ３０に送信することに用いられる。サーバ３０は、更に外部制御指令に応じて、通信装置４０によってプロセッサー５０へ信号を送信することに用いられる。
【００３６】
例示的に、直流スイッチボックスの監視システムにおいてマスタ機７０を設置し、通信装置４０によってサーバ３０との間の通信を実現し、これによって、マスタ機７０はサーバにおける整合データを直観的に表示して記憶し、更に信号収集装置２０によってリアルタイムに収集した電気信号を受信することができる。同時に、技術者は、マスタ機７０に表示されたデータを観察することによって、故障発生の可能性を予測し、マスタ機７０に関連する制御指令を入力することで、該制御指令を通信装置４０によってプロセッサー５０に送信することができ、これによって、プロセッサー５０は、直流スイッチボックス１０を制御して保護動作を行う。
【００３７】
本実施例に係る直流スイッチボックスの監視システムでは、分流器を設置することによって、信号収集装置は、ブレーカーから出力してから分流器電流に制限された電気信号を収集し、信号収集装置が収集した電気信号を更に正確にし、更に直流スイッチボックスの動作状況に対する正確な監視を実現する。
【００３８】
実施例４
本実施例は、直流スイッチボックスの監視方法を提供する。該監視方法は、直流スイッチボックスの動作状況の全記録波形の利用シーンに適用される。該方法は、本実施例に係る直流スイッチボックスを監視することに適用され、本実施例に係る監視システムに実行される。図４は、実施例４に係る直流スイッチボックスの監視方法のフローチャートである。図４に示すように、本実施例に係る監視方法は、Ｓ４１０〜Ｓ４２０を含む。
【００３９】
Ｓ４１０において、前記直流スイッチボックスにおける電気信号の全記録波形データを取得し、データベースを構築する。
【００４０】
例示的に、直流スイッチボックスは、公称動作電圧が一般的に直流１５００Ｖ以下であり、ドア内に取り付けられ、空気絶縁を有する金属閉鎖式プラントであってもよく、複数の機能室に分けられてもよい。例えば、本実施例に説明する直流スイッチボックスは、正極ボックス、負極ボックス及びブレーカーのハンドカード室等に分けられてもよい。直流スイッチボックスの主な作用は、直流けん引給電システムに用いられ、直流電気エネルギーを分配し、架空線又は給電用レールに給電する。直流スイッチボックスの使用中に、動作環境又は人為操作等によって、多種類の故障が発生する可能性があるため、該直流スイッチボックスをリアルタイムに監視する必要がある。直流スイッチボックスによって故障状況が異なるため、まず直流スイッチボックスにおける伝送する電気信号を収集し、直流スイッチボックスの電気信号の全記録波形データを取得し、対応するデータベースを構築する必要があり、これによって、該直流スイッチボックスの故障監視基準を取得する。
Ｓ４２０において、前記データベースを用いながら前記直流スイッチボックスの電気信号をリアルタイムに検出し、前記直流スイッチボックスの動作パラメータを決定する。
【００４１】
例示的に、直流スイッチボックスのデータベースを構築することによって、該直流スイッチボックスの監視基準、即ち直流スイッチボックスの故障点にある際の電気信号の変化状況を取得し、直流スイッチボックスの動作中の電気信号をリアルタイムに収集することによって、データベースに記憶された情報と比較し、該直流スイッチボックスの実際の動作パラメータ、即ち発生する可能性がある故障の状況を把握することができる。ここで、該発生する可能性がある故障の状況は、直流スイッチボックスの故障確率及び故障の危険程度等であってもよい。
【００４２】
本実施例に係る直流スイッチボックスの監視方法は、直流スイッチボックスにおける電気信号を全過程において記録し、対応するデータベースを構築し、該データベースに基づいて直流スイッチボックスの動作状況をリアルタイムに検出することによって、直流スイッチボックスを知能化してタイムリーに監視することを実現し、直流スイッチボックスが動作する際の人員及び財産の安全を確保する。本実施例において、前記直流スイッチボックスの監視方法は、Ｓ４３０を更に含む。
【００４３】
Ｓ４３０において、前記データベースおよび前記動作パラメータに基づき、前記直流スイッチボックスに対して品質評価を行う。
【００４４】
例示的に、直流スイッチボックスの電気信号の全記録波形データに基づき、該直流スイッチボックスのデータベースを取得することで、該直流スイッチボックスにおける複数の故障点にある電気信号の変化状況を把握することができる。そして、直流スイッチボックスが実際に動作する際の電気信号をデータベースに記憶された情報と比較した後に、該直流スイッチボックスの実際の動作パラメータを取得することで、該直流スイッチボックスが実際に動作する際に故障が発生する確率及び危険程度を取得できる。このため、直流スイッチボックスの優劣品質を評価できる。
【００４５】
好ましくは、上記実施例を基に、前記監視方法は、前記直流スイッチボックスにおける電気信号の全記録波形データを定期的に収集し、前記データベースに記憶されたデータ情報を更新することを更に含む。
【００４６】
例示的に、直流スイッチボックスが実際に動作している間に、動作環境および人為的操作等の影響によって、直流スイッチボックスの具体的な動作情報と基準動作情報との間に差異があり、故障点は対応して変化するため、そのデータベースに記憶された情報をリアルタイムに更新する必要がある。直流スイッチボックスが実際に動作している間に電気信号の全記録波形データをリアルタイムに収集した後に、データにおける情報を再び整合することで、データベースに記憶された情報をリアルタイムに更新することを実現する。
【００４７】
実施例５
本実施例は、上記実施例を基に最適化し、直流スイッチボックスの電気信号をリアルタイムに検出した後に該直流スイッチボックスの動作パラメータを決定する方法を提供する。図５は、本実施例５に係る直流スイッチボックスの監視方法のフローチャートである。図５に示すように、本実施例に係る直流スイッチボックスの監視方法は、Ｓ５０１〜Ｓ５０４を含む。
【００４８】
Ｓ５０１において、前記直流スイッチボックスにおける電気信号の全記録波形データを取得し、データベースを構築する。
【００４９】
Ｓ５０２において、前記データベースに記憶された電気信号を設定計算（setting calculation）し、前記直流スイッチボックスの動作状況を分析する。前記動作状況とは、理論的な動作状態である。
【００５０】
例示的に、直流スイッチボックスの全記録波形データ、及び長時間のビッグデータの累積や統計によって、該直流スイッチボックスにおいて経路電流の変化傾向を把握することができ、これによって該直流スイッチボックスが適用された軌道交通の異なる動作状態、及び異なる動作図で機関車が起動する際の電流パターンを取得し、該動作変化を設定計算し、レールけん引給電システムのリレー動作状況、即ち直流スイッチボックスの動作状況を把握する。ここで、データベースに記憶された電気信号を設定計算する方法は、前記データベースにおける全記録波形データによって、前記直流スイッチボックスの電流変化傾向を分析し、前記設定計算のパラメータ値を決定し、前記設定計算のパラメータ値と前記データベースに記憶された電気信号によって、設定計算する方法であってもよい。
【００５１】
Ｓ５０３において、前記動作状況によって、前記直流スイッチボックスの電流変化をリアルタイムにトラッキングし、前記直流スイッチボックスの動作パラメータを決定する。
【００５２】
例示的に、データベースに記憶されたデータ情報を設定計算した後に取得した直流スイッチボックスの動作状況は、該直流スイッチボックスの理論的な動作状況であり、これは直流スイッチボックスの実際の動作パラメータの決定のために理論的な根拠を提供する。このため、直流スイッチボックスにおいて直流給電電流をリアルタイムに監視することによって、ある特別な期間における電流変化、例えば保護起動の境界条件を前後にトラッキングし、詳細な電流曲線を取得し、保護、作動失敗、誤作動又は動作の原因を正確に分析し、該直流スイッチボックスの実際の動作パラメータを決定する。
【００５３】
Ｓ５０４において、前記データベース及び前記動作パラメータに基づき、前記直流スイッチボックスに対して品質評価を行う。
【００５４】
本実施例に係る直流スイッチボックスの監視方法は、直流スイッチボックスについて全過程においてデータを記録して構築されたデータベースに記憶されたデータ情報を設定計算し、該直流スイッチボックスの理論的な動作状態を取得し、実際の電流変化傾向に合わせて、該直流スイッチボックスの動作パラメータを決定することで、直流スイッチボックスにおける保護動作を正確に分析し、更に直流スイッチボックスを知能化してタイムリーに監視することを実現する。
【００５５】
実施例６
本実施例は、上記実施例を基に変更し、直流スイッチボックスに対して品質評価を行う方法を提供する。図６は、本実施例６に係る直流スイッチボックスの監視方法のフローチャートである。図６に示すように、本実施例に係る直流スイッチボックスの監視方法は、Ｓ６０１〜Ｓ６０６を含む。
【００５６】
Ｓ６０１において、前記直流スイッチボックスにおける電気信号の全記録波形データを取得し、データベースを構築する。
【００５７】
Ｓ６０２において、前記データベースによって、前記直流スイッチボックスの電気信号をリアルタイムに検出し、前記直流スイッチボックスの動作パラメータを決定する。
【００５８】
Ｓ６０３において、前記データベースにおけるデータに対して直流成分及び高調波成分の抽出を行い、データグラフィックを構築する。
【００５９】
例示的に、軌道交通給電システムにおいて、通常、交流電気信号を整流し、対応する直流電圧を取得して直流スイッチボックスによって配電する。整流技術の大容量非線形負荷は、大量の無効電力を消費するため、高調波電流を発生させる。給電システムにおける高調波成分及び直流成分の複雑さは、給電システムにある程度の危険を与える。直流スイッチボックスの電気信号の全記録波形データによって構築されたデータベースにおいて、直流スイッチボックスの電気信号の直流成分および高調波成分は、直流スイッチボックスの動作パラメータの判断に影響を与える。このため、その直流成分および高調波成分を抽出した後に、対応する数値図を構築してもよい。該データグラフィックは、直観的な表示および判断のために、データ報告およびヒストグラム又は円グラフ等の組合せであってもよい。
【００６０】
Ｓ６０４において、前記データグラフィック及び複数の動作状態での動作パラメータに基づき、前記直流スイッチボックスの複数の動作状態での配電状況を決定する。
【００６１】
Ｓ６０５において、前記配電状況に基づき、前記直流スイッチボックスの動作パターンを取得し、前記直流スイッチボックスの動作パラメータを決定する。
【００６２】
例示的に、データベースに記憶されたデータ情報に対して直流成分及び高調波成分の抽出を行った後に、対応するデータグラフィックを構築し、該直流スイッチボックスが制御する軌道交通の複数の期間動作状態及び動作環境に合わせて、対応する期間配電対照表を形成し、直流スイッチボックスの複数の動作状態での配電および動作状況の影響傾向を取得し、対応する動作パターンを取得する。該動作パターンによって、該直流スイッチボックスの動作パラメータを決定できる。
【００６３】
Ｓ６０６において、前記データベース及び前記動作パラメータに基づき、前記直流スイッチボックスに対して品質評価を行う。
【００６４】
本実施例に係る直流スイッチボックスの監視方法は、直流スイッチボックスの電気信号を全過程において記録することで構築されたデータベースにおける直流成分及び高調波成分の抽出を行った後に、対応するデータグラフィックを構築し、該直流スイッチボックスの複数の動作状態での動作パラメータに合わせて、該直流スイッチボックスの配電状況を取得し、直流スイッチボックスの動作パラメータを決定する。さらに、該直流スイッチボックスの品質を評価し、直流スイッチボックスを知能化してタイムリーに監視することを実現する。
【００６５】
実施例７
本実施例は、上記実施例の技術を基に変更し、直流スイッチボックスの監視方法、及び直流スイッチボックスにメンテナンス基準を設定する方法を提供する。前記データベース及び前記動作パラメータに基づき、前記直流スイッチボックスに対して品質評価を行う前記方法は、前記直流スイッチボックスにおける保護装置のブレーカーの断線／トリップ回数および基本パラメータを取得することと、前記ブレーカーの断線／トリップ回数および基本パラメータに基づき、前記直流スイッチボックスのメンテナンス基準を設定することと、を含む。図７は、本実施例７に係る直流スイッチボックスの監視方法のフローチャートである。図７に示すように、本実施例に係る直流スイッチボックスの監視方法は、Ｓ７０１〜Ｓ７０４を含む。
【００６６】
Ｓ７０１において、前記直流スイッチボックスにおける電気信号の全記録波形データを取得し、データベースを構築する。
【００６７】
Ｓ７０２において、前記データベースによって、前記直流スイッチボックスの電気信号をリアルタイムに検出し、前記直流スイッチボックスの動作パラメータを決定する。Ｓ７０３において、前記直流スイッチボックスにおけるブレーカー断線／トリップ回数および基本パラメータを取得する。
【００６８】
例示的に、直流スイッチボックスにおけるブレーカーは、故障が発生する際、直流スイッチボックスにおける正極ボックスと直流スイッチボックスのバスバーとの接続を遮断し、正極ボックス及び対応する機器が損傷されないこと確保することができる。ブレーカーの分断能力及び制限特性の良否は、ブレーカーが短絡電流の条件で動作の緩急を評価する重要な特性である。しかし、実際の動作中、直流スイッチボックスにおけるブレーカーは、実際の動作条件における電流状況によって、断線／トリップを行うため、直流スイッチボックスを更に監視する際に、ブレーカーの基本的なパラメータ及び実際の断線／トリップの状況と結びつく必要がある。
【００６９】
Ｓ７０４において、前記ブレーカーの断線／トリップ回数と基本パラメータによって、前記直流スイッチボックスのメンテナンス基準を設定する。
【００７０】
例示的に、ブレーカーの実際の断線／トリップの状況を監視することによって、該ブレーカーの実際の動作中に、断線／トリップの電路における電流のノードを把握することができ、該ブレーカーの基本動作パラメータに合わせて、該ブレーカーにおける断線／トリップの状況を分類統計し、該直流スイッチボックスが保護動作を実施する際の直流電流の状況を取得し、該直流スイッチボックスに対応するメンテナンス基準を設置し、該直流スイッチボックスが同じ又は類似の場合を生じた際に、メンテナンスを自動的に実施できる。
【００７１】
本実施例に係る直流スイッチボックスの監視方法は、直流スイッチボックスにおけるブレーカーの断線／トリップ回数及びブレーカーの基本動作パラメータに基づき、該直流スイッチボックスのメンテナンス基準を設定し、同じ又は類似の場合に、該直流スイッチボックスをメンテナンスする指令を自動的に発し、直流スイッチボックスを知能化してタイムリーに監視することを実現し、人員及び財産の安全を確保する。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本実施例に係る直流スイッチボックス、その監視システム及び監視方法は、関連技術において直流スイッチボックスが知能化に十分でなく、タイムリーな制御および監視ができない技術課題を解決する。本実施例は、監視システムを採用して直流スイッチボックスの動作状況を監視し、直流スイッチボックスにブレーカー及び絶縁スイッチを設置することで、故障が発生した際に、直流スイッチボックスとバスバー／給電設備との接続を遮断し、直流スイッチボックスを知能化してタイムリーに監視および保護し、人員及び財産の安全を保証することができる。
【図１】
0003229238.tif 000003
【図２】
0003229238.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【手続補正書】
【提出日】平成31年1月29日(2019.1.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本実施例は、電子電路の技術分野に関し、例えば、直流スイッチボックス、その監視システム及び監視方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
関連技術において、直流けん引給電システムは、軌道交通けん引設備の重要な構成要素であり、直流スイッチ装置は、直流けん引給電設備の核心である。通常、直流スイッチ装置は、主に直流スイッチボックス、直流ブレーカー、直流マイコン総合計測制御保護装置及び絶縁スイッチを備える。わが国の軌道交通の急速な発展に伴い、中国の自主設計の軌道交通直流スイッチ装置の発展が望まれている。
【０００３】
直流スイッチ装置のスイッチボックスの主な作用は、電力システムの発電、送電、配電及び電気エネルギー変換中の開閉であり、電気設備を制御および保護し、主にブレーカー、絶縁スイッチ（Isolating switch）、負荷スイッチ、操作機構、トランス及び複数の保護装置等からなる。直流ブレーカーは、直流給電システムの安全動作を確保し、直流ブレーカーの機構が高速に動作できるように要求し、主な作用は、直流けん引給電システムの正極回路の給電の一次電流のオンオフを保護することである。直流マイコン総合計測制御保護装置は、直流制御及び保護のリレーであり、複数の強力なマイクロプロセッサを採用して測定、保護及び制御の機能を実現し、電車、都市軌道交通等に適用でき、直流ブレーカーが含む計測制御の要求を満足する。
【０００４】
しかし、関連技術における直流スイッチボックス及びその監視システムは、知能化に十分でなく、タイムリーな制御ができないため、ますます知能化していく軌道交通制御システムに適用しない。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
これを鑑み、本実施例は、関連技術において直流スイッチボックス及びその監視システムが知能化に十分でなく、直流スイッチボックスをタイムリーに制御できない技術課題を解決する直流スイッチボックス、その監視システム及び監視方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
直流スイッチボックスは、正極ボックス、負極ボックス、ブレーカー及び絶縁スイッチを備え、
前記ブレーカーの第１端が前記正極ボックスのバスバーに接続されるように構成され、前記ブレーカーの第２端が前記絶縁スイッチの第１端に接続され、前記ブレーカーは、前記直流スイッチボックスが故障した際に、前記正極ボックスと前記正極ボックスのバスバーとの接続を遮断するように構成され、
前記絶縁スイッチの第２端が架空線に接続され、前記絶縁スイッチは、前記直流スイッチボックスと架空線との間の電圧信号を遮断・導通するように構成される。
【０００７】
好ましくは、前記ブレーカーが直流ブレーカーである。
【０００８】
直流スイッチボックスの監視システムは、上記いずれか１項に記載の直流スイッチボックスを監視することに用いられ、前記監視システムは、信号収集モジュール、サーバ、通信モジュール及びプロセッサーを備え、
前記信号収集モジュールの第１入力端は、前記直流スイッチボックスの正極ボックスのバスバーに接続され、前記正極ボックスのバスバーの信号を収集するように構成され、前記信号収集モジュールの第２入力端は、前記直流スイッチボックスの負極ボックスのバスバーに接続され、前記負極ボックスのバスバーの信号を収集するように構成され、前記信号収集モジュールの第３入力端は、前記直流スイッチボックスのブレーカーの第２端に接続され、保護装置におけるブレーカーから出力する電気信号を収集するように構成され、
前記通信モジュールの入力端が前記信号収集モジュールの出力端に接続され、前記通信モジュールの第１送信端が前記サーバに接続されるとともに、前記通信モジュールの第２送信端が前記プロセッサーの制御端に接続され、前記通信モジュールは、前記信号収集モジュールによる収集信号を前記サーバに送信するように構成され、前記サーバと前記プロセッサーとの通信の送信を行い、
前記サーバは、データベースを構築するように前記信号収集モジュールによる収集信号を整合し、前記信号収集モジュールによる収集信号をリアルタイムに監視し、前記通信モジュールによって前記プロセッサーへ信号を送信するように構成され、
前記プロセッサーの出力端が前記直流スイッチボックスの制御端に接続され、前記プロセッサーは、前記サーバが送信した信号に基づき、前記直流スイッチボックスに対して保護動作を行うように構成される。
【０００９】
好ましくは、分流器を更に備え、
前記分流器の第１端が前記直流スイッチボックスのブレーカーの第２端に接続され、前記分流器の第２端が前記直流スイッチボックスの絶縁スイッチの第１端に接続され、前記分流器は、前記ブレーカーから出力した信号を制限し、前記信号収集モジュールは、制限された電気信号を収集するように構成される。
【００１０】
好ましくは、前記分流器は、電流検出端および電圧検出端を備え、前記信号収集モジュールの第３入力端は、電流収集端および電圧収集端を備え、
前記信号収集モジュールの電流収集端は、前記分流器の電流検出端に接続され、前記電流検出端の電流を検出するように構成され、電圧収集端は、前記分流器の電圧検出端に接続され、前記電圧検出端の電圧を検出するように構成される。
【００１１】
好ましくは、前記信号収集モジュールは、光ファイバー絶縁アンプを備える。
【００１２】
好ましくは、マスタ機を更に備え、
前記マスタ機は、前記通信モジュールを介して前記サーバに接続され、前記サーバが構築したデータベースと前記信号収集モジュールのリアルタイム監視データとを記憶して表示し、外部制御指令を受信し、前記通信モジュールによって前記サーバに送信するように構成され、
前記サーバは、更に前記外部制御指令に応じて、前記通信モジュールによって前記プロセッサーへ信号を送信するように構成される。
【００１３】
直流スイッチボックスの監視方法は、上記いずれか１項に記載の直流スイッチボックスの監視システムによって実行され、前記監視方法は、
前記直流スイッチボックスにおける電気信号の全記録波形データを取得し、データベースを構築することと、
前記データベース及び前記直流スイッチボックスの電気信号をリアルタイムに検出して取得した収集信号に基づき、前記直流スイッチボックスの動作パラメータを決定することと、を含む。
【００１４】
好ましくは、データベースによって、前記直流スイッチボックスの電気信号をリアルタイムに検出し、前記直流スイッチボックスの動作パラメータを決定することは、
前記データベースに記憶された電気信号を設定計算し、前記直流スイッチボックスの動作状況を分析することと、
前記動作状況によって、前記直流スイッチボックスの電流変化をリアルタイムにトラッキングし、前記直流スイッチボックスの動作パラメータを決定することと、を含む。
【００１５】
好ましくは、前記データベースに記憶された電気信号を設定計算することは、
前記データベースにおける全記録波形データに基づき、前記直流スイッチボックスの電流変化傾向を分析し、前記設定計算のパラメータ値を決定することと、
前記設定計算のパラメータ値、および前記データベースに記憶された電気信号に基づき、設定計算を行うことと、を含む。
【００１６】
好ましくは、前記直流スイッチボックスの動作パラメータを決定した後に、
前記データベース及び前記動作パラメータに基づき、前記直流スイッチボックスに対して品質評価を行うことを更に含む。
【００１７】
好ましくは、前記データベース及び前記動作パラメータに基づき、前記直流スイッチボックスに対して品質評価を行うことは、
前記データベースにおけるデータに対して直流成分及び高調波成分の抽出を行い、データグラフィックを構築することと、
前記データグラフィック及び複数の動作状態での動作パラメータに基づき、前記直流スイッチボックスの複数の動作状態での配電状況を決定することと、
前記配電状況に基づき、前記直流スイッチボックスの動作パターンを取得し、前記直流スイッチボックスの動作パラメータを決定することと、を含む。
【００１８】
好ましくは、前記直流スイッチボックスにおける電気信号の全記録波形データを定期的に収集し、前記データベースに記憶されたデータ情報を更新することを更に含む。
【００１９】
好ましくは、前記データベース及び前記動作パラメータに基づき、前記直流スイッチボックスに対して品質評価を行う前に、
前記直流スイッチボックスにおけるブレーカーの断線／トリップ回数および基本パラメータを取得することと、
前記ブレーカーの断線／トリップ回数および基本パラメータに基づき、前記直流スイッチボックスのメンテナンス基準を設定することと、を更に含む。
【００２０】
好ましくは、前記データベース及び前記動作パラメータに基づき、前記直流スイッチボックスに対して品質評価を行うことは、
前記データベース及び前記動作パラメータに基づき、前記直流スイッチボックスの故障率および故障間隔時間をリアルタイムに分析することと、
前記直流スイッチボックスのメンテナンス基準、故障率および故障間隔時間に基づき、前記直流スイッチボックスの品質を評価することと、を含む。
【考案の効果】
【００２１】
本実施例に係る直流スイッチボックス、その監視システム及び監視方法は、関連技術の直流スイッチボックスに対する制御および監視がタイムリーでなく知能化に十分でないという技術課題を解決する。本実施例は、故障の時に直流スイッチボックスとバスバー／給電設備との接続を遮断するように、監視システムを採用して直流スイッチボックスの動作状況を監視し、直流スイッチボックスにブレーカー及び絶縁スイッチを設置することで、直流スイッチボックスをタイムリーに知能化して監視および保護し、人員及び財産の安全を保証できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施例１に係る直流スイッチボックスの構造模式図である。
【図２】実施例２に係る直流スイッチボックスの構造模式図である。
【図３】実施例３に係る直流スイッチボックスの監視システムの構造模式図である。
【図４】実施例４に係る直流スイッチボックスの監視方法のフローチャートである。
【図５】実施例５に係る直流スイッチボックスの監視方法のフローチャートである。
【図６】実施例６に係る直流スイッチボックスの監視方法のフローチャートである。
【図７】実施例７に係る直流スイッチボックスの監視方法のフローチャートである。
【考案を実施するための形態】
【００２３】
実施例１
本実施例に係る直流スイッチボックスは、軌道交通給電システムの利用シーンに適用できる。図１は、本実施例１に係る直流スイッチボックスの構造模式図である。図１に示すように、本実施例に係る直流スイッチボックス１０は、正極ボックス１１、負極ボックス１２、ブレーカー１３及び絶縁スイッチ１４を備える。ここで、ブレーカー１３の第１端が正極ボックス１１のバスバーＤＣ＋に接続され、ブレーカー１３の第２端が絶縁スイッチ１４の第１端に接続され、前記ブレーカー１３は、電路が故障した際に、正極ボックス１１とそのバスバーＤＣ＋との接続を遮断することに用いられる。絶縁スイッチ１４の第２端は、架空線１５に接続され、直流スイッチボックスと架空線１５との間の電圧信号を遮断することに用いられる。
【００２４】
例示的に、関連技術における軌道交通給電システムは、整流素子によってけん引変電所の主変電所の交流高圧値が降圧され、通常、１５００Ｖの直流電圧に整流され、直流スイッチボックスによって架空線へ給電する。しかし、実際の使用中に、電路に短絡等の故障が発生可能であり、軌道交通の動作に不利であるため、故障が発生した際に軌道交通に対して保護できるように、対応する保護装置を設置する必要がある。図１に示すように、本実施例に係る直流スイッチボックス１０のボックスは、正極ボックス１１及び負極ボックス１２からなり、これに加えて他のフィーダ線ボックス及び分路トリップボックス等を備えてもよい。対応する直流スイッチボックス１０は、ブレーカー１３及び絶縁スイッチ１３を更に備える。ブレーカー１３は、正極ボックス及び対応する機器が短絡電流に損傷されないことを確保するように、直流スイッチボックス１０が故障した際に、正極ボックス１１と前記正極ボックス１１のバスバーＤＣ＋との接続を遮断することができる。また、更に、ブレーカー１３と直列接続する絶縁スイッチ１４によって、直流スイッチボックス１０と架空線１５との間を電気的に離隔する。ここで、前記交流高圧値は、２４００Ｖ又は３６００Ｖであってもよい。
【００２５】
好ましくは、本実施例に係る直流スイッチボックス１０のブレーカー１３は、直流ブレーカーであってもよい。直流ブレーカーは、高い分断能力および制限特性を有するため、ブレーカー１３が短絡電流の条件で損傷しないことを確保でき、且つ高い分断能力を基に安全距離を短縮できる。
【００２６】
本実施例に係る直流スイッチボックスは、ブレーカーによって正極ボックスとバスバーとの接続を制御し、絶縁スイッチを採用して直流スイッチボックスと架空線における電気機器とを遮断することで、故障が発生した際に、直流スイッチボックスと母線又は架空線との接続を速やかに遮断し、人員及び財産の安全を確保する。
【００２７】
実施例２
本実施例に係る直流スイッチボックスの監視システムは、軌道交通給電システムにおいて直流スイッチボックスの動作状況を監視する利用シーンに適用される。図２は、実施例２に係る直流スイッチボックスの構造模式図である。本実施例に係る直流スイッチボックスの監視システムは、本実施例に係る直流スイッチボックスに適用される。図２に示すように、該監視システムは、信号収集モジュール２０、サーバ３０、通信モジュール４０及びプロセッサー５０を備える。
【００２８】
ここで、信号収集モジュール２０は、第１入力端が直流スイッチボックス１０の正極ボックス１１のバスバーに接続され、第２入力端が直流スイッチボックス１０の負極ボックス１２のバスバーに接続され、第３入力端が直流スイッチボックス１０のブレーカー１３の第２端に接続され、正極ボックス１１のバスバーの信号、負極ボックス１２のバスバーの信号及びブレーカー１３出力の電気信号を収集することに用いられる。通信モジュール４０の入力端が信号収集モジュール２０の出力端に接続され、通信モジュール４０の第１送信端がサーバ３０に接続され、通信モジュール４０の第２送信端がプロセッサー５０の制御端に接続され、通信モジュール４０は、信号収集モジュール２０が収集した信号をサーバ３０に送信し、サーバ３０とプロセッサー５０との通信の送信を行うことに用いられる。サーバ３０は、データベースを構築するように、信号収集モジュール２０が収集した信号を整合し、信号収集モジュール２０が収集した信号をリアルタイムに監視し、通信モジュール４０によってプロセッサー５０へ信号を送信することに用いられる。プロセッサー５０の出力端は、直流スイッチボックス１０の制御端に接続され、サーバ３０が送信した信号に基づき、直流スイッチボックス１０に対して保護動作を行うことに用いられる。
【００２９】
例示的に、軌道交通給電システムにおいて、直流スイッチボックスは、その給電設備の核心である。軌道交通の給電システムの使用中に、環境の悪さや機器の劣化等の不確定要素によって、ＤＣ１５００Ｖ直流システムの故障確率が不確定である。よくある故障のタイプは、架空線過負荷、送信器故障、整流室及び高圧室アラーム等を含む。従って、関係者は、機器の温度及び湿度などのパラメータの変化に常に注意し、異常があればタイムリーに報告し、関係者によって故障タイプを分析した後に、点検を実施する必要がある。このように、人が巡回検査をして故障検出及び分析を行う方法は、知能化に十分でなく、且つ人手が限られているため、故障の検出がタイムリーにできず、人員及び財産の損失を起こす可能性が高い。
図２に示すように、本実施例は、信号収集モジュール２０によって正極ボックス１１のバスバーの信号、負極ボックス１２のバスバーの信号及びブレーカー１３出力端から出力する電気信号をそれぞれ収集し、収集した電気信号を通信モジュール４０によってサーバ３０にアップロードすることで、サーバ３０は、信号収集モジュール２０が収集した信号を整合し、対応するデータベースを構築し、前記収集の信号をリアルタイムに監視し、直流スイッチボックス１０及び架空線１５に関連する軌道交通の動作状況に対する全記録波形を実現する直流スイッチ装置の監視システムを提供する。また、通信モジュール４０は、更に、サーバ３０とプロセッサー５０との通信の送信を行うことで、プロセッサー５０がサーバ３０において構築されたデータベース及び信号収集モジュール２０が収集したリアルタイム信号に基づき、対応する制御信号を送信し、直流スイッチボックス１０及び架空線１５における関連する軌道交通機器に保護措置を実施することができる。
【００３０】
本実施例に係る直流スイッチボックスの監視システムは、直流スイッチボックス及び架空線の動作状況を全過程において検出して対応するデータベースを構築し、直流スイッチボックス及び架空線の動作状況をリアルタイムに監視することによって、現在の故障状況をタイムリーに判断し、直流スイッチボックス及び架空線を知能化してタイムリーに監視することを実現し、人員及び財産の安全を確保することができる。
【００３１】
実施例３
本実施例は、上記実施例を基に最適化し、上記実施例を基に分流器を採用して直流スイッチボックスにおけるブレーカー出力端から出力する電気信号を検出することを提供する。図３は、実施例３に係る直流スイッチボックスの監視システムの構造模式図である。図３に示すように、本実施例に係る監視システムは、信号収集モジュール２０、サーバ３０、通信モジュール４０、プロセッサー５０及び分流器６０を備える。ここで、分流器６０は、第１端が直流スイッチボックス１０のブレーカー１３の第２端に接続され、第２端が直流スイッチボックス１０の絶縁スイッチ１４の第１端に接続され、ブレーカー１３から出力する信号を制限し、信号収集モジュール２０が収集した電気信号をより正確にすることに用いられる。
【００３２】
好ましくは、分流器６０は、電流検出端および電圧検出端を備え、対応して、信号収集モジュール２０の第３入力端は、電流収集端と電圧収集端を備えてもよい。ここで、信号収集モジュール２０の電流収集端が分流器６０の電流検出端に接続され、信号収集モジュール２０の電圧収集端は、分流器６０の電圧検出端に接続され、分流器６０電流検出端の電流および電圧検出端の電圧をそれぞれ検出することに用いられる。
【００３３】
例示的に、軌道交通給電システムにおいて、高圧直流スイッチボックスが確実な調節および保護機能を有することを保証するために、直流スイッチボックスにおいて流す電流信号を測定する信頼性のある測定システムを採用する必要がある。分流器は、大電流を流し得る正確な抵抗として、高圧直流回路において直流分流器を直列接続することによって、分流器を流す電流値を測定することができる。本実施例に係る監視システムにおける信号収集モジュール２０は、収集分流器６０の両端の電圧及び電流値に基づき、更にブレーカー１３の出力端から出力する電気信号を正確に収集することを実現する。
【００３４】
好ましくは、信号収集モジュール２０は、光ファイバー絶縁アンプを備える。分流器によって信号収集モジュール２０が収集した電気信号は、数字信号に変換され、光ファイバーを介して送信され、電気的に絶縁されることができる。信号収集モジュール２０において、光ファイバー絶縁アンプを採用して信号を送信し、より高い測定精度および測定範囲を有することができる。
【００３５】
好ましくは、図３に示すように、上記実施例を基に、本実施例に係る直流スイッチボックスの監視システムは、マスタ機７０を更に備える。ここで、マスタ機７０は、通信モジュール４０を介してサーバ３０に接続され、サーバ３０が構築したデータベース及び信号収集モジュール２０のリアルタイム監視データを記憶して表示し、外部制御指令を受信し、通信モジュール４０によってサーバ３０に送信することに用いられる。サーバ３０は、更に外部制御指令に応じて、通信モジュール４０によってプロセッサー５０へ信号を送信することに用いられる。
【００３６】
例示的に、直流スイッチボックスの監視システムにおいてマスタ機７０を設置し、通信モジュール４０によってサーバ３０との間の通信を実現し、これによって、マスタ機７０はサーバにおける整合データを直観的に表示して記憶し、更に信号収集モジュール２０によってリアルタイムに収集した電気信号を受信することができる。同時に、技術者は、マスタ機７０に表示されたデータを観察することによって、故障発生の可能性を予測し、マスタ機７０に関連する制御指令を入力することで、該制御指令を通信モジュール４０によってプロセッサー５０に送信することができ、これによって、プロセッサー５０は、直流スイッチボックス１０を制御して保護動作を行う。
【００３７】
本実施例に係る直流スイッチボックスの監視システムでは、分流器を設置することによって、信号収集モジュールは、ブレーカーから出力してから分流器電流に制限された電気信号を収集し、信号収集モジュールが収集した電気信号を更に正確にし、更に直流スイッチボックスの動作状況に対する正確な監視を実現する。
【００３８】
実施例４
本実施例は、直流スイッチボックスの監視方法を提供する。該監視方法は、直流スイッチボックスの動作状況の全記録波形の利用シーンに適用される。該方法は、本実施例に係る直流スイッチボックスを監視することに適用され、本実施例に係る監視システムに実行される。図４は、実施例４に係る直流スイッチボックスの監視方法のフローチャートである。図４に示すように、本実施例に係る監視方法は、Ｓ４１０〜Ｓ４２０を含む。
【００３９】
Ｓ４１０において、前記直流スイッチボックスにおける電気信号の全記録波形データを取得し、データベースを構築する。
【００４０】
例示的に、直流スイッチボックスは、公称動作電圧が一般的に直流１５００Ｖ以下であり、ドア内に取り付けられ、空気絶縁を有する金属閉鎖式プラントであってもよく、複数の機能室に分けられてもよい。例えば、本実施例に説明する直流スイッチボックスは、正極ボックス、負極ボックス及びブレーカーのハンドカード室等に分けられてもよい。直流スイッチボックスの主な作用は、直流けん引給電システムに用いられ、直流電気エネルギーを分配し、架空線又は給電用レールに給電する。直流スイッチボックスの使用中に、動作環境又は人為操作等によって、多種類の故障が発生する可能性があるため、該直流スイッチボックスをリアルタイムに監視する必要がある。直流スイッチボックスによって故障状況が異なるため、まず直流スイッチボックスにおける伝送する電気信号を収集し、直流スイッチボックスの電気信号の全記録波形データを取得し、対応するデータベースを構築する必要があり、これによって、該直流スイッチボックスの故障監視基準を取得する。
Ｓ４２０において、前記データベースを用いながら前記直流スイッチボックスの電気信号をリアルタイムに検出し、前記直流スイッチボックスの動作パラメータを決定する。
【００４１】
例示的に、直流スイッチボックスのデータベースを構築することによって、該直流スイッチボックスの監視基準、即ち直流スイッチボックスの故障点にある際の電気信号の変化状況を取得し、直流スイッチボックスの動作中の電気信号をリアルタイムに収集することによって、データベースに記憶された情報と比較し、該直流スイッチボックスの実際の動作パラメータ、即ち発生する可能性がある故障の状況を把握することができる。ここで、該発生する可能性がある故障の状況は、直流スイッチボックスの故障確率及び故障の危険程度等であってもよい。
【００４２】
本実施例に係る直流スイッチボックスの監視方法は、直流スイッチボックスにおける電気信号を全過程において記録し、対応するデータベースを構築し、該データベースに基づいて直流スイッチボックスの動作状況をリアルタイムに検出することによって、直流スイッチボックスを知能化してタイムリーに監視することを実現し、直流スイッチボックスが動作する際の人員及び財産の安全を確保する。本実施例において、前記直流スイッチボックスの監視方法は、Ｓ４３０を更に含む。
【００４３】
Ｓ４３０において、前記データベースおよび前記動作パラメータに基づき、前記直流スイッチボックスに対して品質評価を行う。
【００４４】
例示的に、直流スイッチボックスの電気信号の全記録波形データに基づき、該直流スイッチボックスのデータベースを取得することで、該直流スイッチボックスにおける複数の故障点にある電気信号の変化状況を把握することができる。そして、直流スイッチボックスが実際に動作する際の電気信号をデータベースに記憶された情報と比較した後に、該直流スイッチボックスの実際の動作パラメータを取得することで、該直流スイッチボックスが実際に動作する際に故障が発生する確率及び危険程度を取得できる。このため、直流スイッチボックスの優劣品質を評価できる。
【００４５】
好ましくは、上記実施例を基に、前記監視方法は、前記直流スイッチボックスにおける電気信号の全記録波形データを定期的に収集し、前記データベースに記憶されたデータ情報を更新することを更に含む。
【００４６】
例示的に、直流スイッチボックスが実際に動作している間に、動作環境および人為的操作等の影響によって、直流スイッチボックスの具体的な動作情報と基準動作情報との間に差異があり、故障点は対応して変化するため、そのデータベースに記憶された情報をリアルタイムに更新する必要がある。直流スイッチボックスが実際に動作している間に電気信号の全記録波形データをリアルタイムに収集した後に、データにおける情報を再び整合することで、データベースに記憶された情報をリアルタイムに更新することを実現する。
【００４７】
実施例５
本実施例は、上記実施例を基に最適化し、直流スイッチボックスの電気信号をリアルタイムに検出した後に該直流スイッチボックスの動作パラメータを決定する方法を提供する。図５は、本実施例５に係る直流スイッチボックスの監視方法のフローチャートである。図５に示すように、本実施例に係る直流スイッチボックスの監視方法は、Ｓ５０１〜Ｓ５０４を含む。
【００４８】
Ｓ５０１において、前記直流スイッチボックスにおける電気信号の全記録波形データを取得し、データベースを構築する。
【００４９】
Ｓ５０２において、前記データベースに記憶された電気信号を設定計算（setting calculation）し、前記直流スイッチボックスの動作状況を分析する。前記動作状況とは、理論的な動作状態である。
【００５０】
例示的に、直流スイッチボックスの全記録波形データ、及び長時間のビッグデータの累積や統計によって、該直流スイッチボックスにおいて経路電流の変化傾向を把握することができ、これによって該直流スイッチボックスが適用された軌道交通の異なる動作状態、及び異なる動作図で機関車が起動する際の電流パターンを取得し、該動作変化を設定計算し、レールけん引給電システムのリレー動作状況、即ち直流スイッチボックスの動作状況を把握する。ここで、データベースに記憶された電気信号を設定計算する方法は、前記データベースにおける全記録波形データによって、前記直流スイッチボックスの電流変化傾向を分析し、前記設定計算のパラメータ値を決定し、前記設定計算のパラメータ値と前記データベースに記憶された電気信号によって、設定計算する方法であってもよい。
【００５１】
Ｓ５０３において、前記動作状況によって、前記直流スイッチボックスの電流変化をリアルタイムにトラッキングし、前記直流スイッチボックスの動作パラメータを決定する。
【００５２】
例示的に、データベースに記憶されたデータ情報を設定計算した後に取得した直流スイッチボックスの動作状況は、該直流スイッチボックスの理論的な動作状況であり、これは直流スイッチボックスの実際の動作パラメータの決定のために理論的な根拠を提供する。このため、直流スイッチボックスにおいて直流給電電流をリアルタイムに監視することによって、ある特別な期間における電流変化、例えば保護起動の境界条件を前後にトラッキングし、詳細な電流曲線を取得し、保護、作動失敗、誤作動又は動作の原因を正確に分析し、該直流スイッチボックスの実際の動作パラメータを決定する。
【００５３】
Ｓ５０４において、前記データベース及び前記動作パラメータに基づき、前記直流スイッチボックスに対して品質評価を行う。
【００５４】
本実施例に係る直流スイッチボックスの監視方法は、直流スイッチボックスについて全過程においてデータを記録して構築されたデータベースに記憶されたデータ情報を設定計算し、該直流スイッチボックスの理論的な動作状態を取得し、実際の電流変化傾向に合わせて、該直流スイッチボックスの動作パラメータを決定することで、直流スイッチボックスにおける保護動作を正確に分析し、更に直流スイッチボックスを知能化してタイムリーに監視することを実現する。
【００５５】
実施例６
本実施例は、上記実施例を基に変更し、直流スイッチボックスに対して品質評価を行う方法を提供する。図６は、本実施例６に係る直流スイッチボックスの監視方法のフローチャートである。図６に示すように、本実施例に係る直流スイッチボックスの監視方法は、Ｓ６０１〜Ｓ６０６を含む。
【００５６】
Ｓ６０１において、前記直流スイッチボックスにおける電気信号の全記録波形データを取得し、データベースを構築する。
【００５７】
Ｓ６０２において、前記データベースによって、前記直流スイッチボックスの電気信号をリアルタイムに検出し、前記直流スイッチボックスの動作パラメータを決定する。
【００５８】
Ｓ６０３において、前記データベースにおけるデータに対して直流成分及び高調波成分の抽出を行い、データグラフィックを構築する。
【００５９】
例示的に、軌道交通給電システムにおいて、通常、交流電気信号を整流し、対応する直流電圧を取得して直流スイッチボックスによって配電する。整流技術の大容量非線形負荷は、大量の無効電力を消費するため、高調波電流を発生させる。給電システムにおける高調波成分及び直流成分の複雑さは、給電システムにある程度の危険を与える。直流スイッチボックスの電気信号の全記録波形データによって構築されたデータベースにおいて、直流スイッチボックスの電気信号の直流成分および高調波成分は、直流スイッチボックスの動作パラメータの判断に影響を与える。このため、その直流成分および高調波成分を抽出した後に、対応する数値図を構築してもよい。該データグラフィックは、直観的な表示および判断のために、データ報告およびヒストグラム又は円グラフ等の組合せであってもよい。
【００６０】
Ｓ６０４において、前記データグラフィック及び複数の動作状態での動作パラメータに基づき、前記直流スイッチボックスの複数の動作状態での配電状況を決定する。
【００６１】
Ｓ６０５において、前記配電状況に基づき、前記直流スイッチボックスの動作パターンを取得し、前記直流スイッチボックスの動作パラメータを決定する。
【００６２】
例示的に、データベースに記憶されたデータ情報に対して直流成分及び高調波成分の抽出を行った後に、対応するデータグラフィックを構築し、該直流スイッチボックスが制御する軌道交通の複数の期間動作状態及び動作環境に合わせて、対応する期間配電対照表を形成し、直流スイッチボックスの複数の動作状態での配電および動作状況の影響傾向を取得し、対応する動作パターンを取得する。該動作パターンによって、該直流スイッチボックスの動作パラメータを決定できる。
【００６３】
Ｓ６０６において、前記データベース及び前記動作パラメータに基づき、前記直流スイッチボックスに対して品質評価を行う。
【００６４】
本実施例に係る直流スイッチボックスの監視方法は、直流スイッチボックスの電気信号を全過程において記録することで構築されたデータベースにおける直流成分及び高調波成分の抽出を行った後に、対応するデータグラフィックを構築し、該直流スイッチボックスの複数の動作状態での動作パラメータに合わせて、該直流スイッチボックスの配電状況を取得し、直流スイッチボックスの動作パラメータを決定する。さらに、該直流スイッチボックスの品質を評価し、直流スイッチボックスを知能化してタイムリーに監視することを実現する。
【００６５】
実施例７
本実施例は、上記実施例の技術を基に変更し、直流スイッチボックスの監視方法、及び直流スイッチボックスにメンテナンス基準を設定する方法を提供する。前記データベース及び前記動作パラメータに基づき、前記直流スイッチボックスに対して品質評価を行う前記方法は、前記直流スイッチボックスにおける保護装置のブレーカーの断線／トリップ回数および基本パラメータを取得することと、前記ブレーカーの断線／トリップ回数および基本パラメータに基づき、前記直流スイッチボックスのメンテナンス基準を設定することと、を含む。図７は、本実施例７に係る直流スイッチボックスの監視方法のフローチャートである。図７に示すように、本実施例に係る直流スイッチボックスの監視方法は、Ｓ７０１〜Ｓ７０４を含む。
【００６６】
Ｓ７０１において、前記直流スイッチボックスにおける電気信号の全記録波形データを取得し、データベースを構築する。
【００６７】
Ｓ７０２において、前記データベースによって、前記直流スイッチボックスの電気信号をリアルタイムに検出し、前記直流スイッチボックスの動作パラメータを決定する。Ｓ７０３において、前記直流スイッチボックスにおけるブレーカー断線／トリップ回数および基本パラメータを取得する。
【００６８】
例示的に、直流スイッチボックスにおけるブレーカーは、故障が発生する際、直流スイッチボックスにおける正極ボックスと直流スイッチボックスのバスバーとの接続を遮断し、正極ボックス及び対応する機器が損傷されないこと確保することができる。ブレーカーの分断能力及び制限特性の良否は、ブレーカーが短絡電流の条件で動作の緩急を評価する重要な特性である。しかし、実際の動作中、直流スイッチボックスにおけるブレーカーは、実際の動作条件における電流状況によって、断線／トリップを行うため、直流スイッチボックスを更に監視する際に、ブレーカーの基本的なパラメータ及び実際の断線／トリップの状況と結びつく必要がある。
【００６９】
Ｓ７０４において、前記ブレーカーの断線／トリップ回数と基本パラメータによって、前記直流スイッチボックスのメンテナンス基準を設定する。
【００７０】
Ｓ７０５において、前記データベース及び前記動作パラメータに基づき、前記直流スイッチボックスに対して品質評価を行う。
【００７１】
例示的に、ブレーカーの実際の断線／トリップの状況を監視することによって、該ブレーカーの実際の動作中に、断線／トリップの電路における電流のノードを把握することができ、該ブレーカーの基本動作パラメータに合わせて、該ブレーカーにおける断線／トリップの状況を分類統計し、該直流スイッチボックスが保護動作を実施する際の直流電流の状況を取得し、該直流スイッチボックスに対応するメンテナンス基準を設置し、該直流スイッチボックスが同じ又は類似の場合を生じた際に、メンテナンスを自動的に実施できる。
【００７２】
本実施例に係る直流スイッチボックスの監視方法は、直流スイッチボックスにおけるブレーカーの断線／トリップ回数及びブレーカーの基本動作パラメータに基づき、該直流スイッチボックスのメンテナンス基準を設定し、同じ又は類似の場合に、該直流スイッチボックスをメンテナンスする指令を自動的に発し、直流スイッチボックスを知能化してタイムリーに監視することを実現し、人員及び財産の安全を確保する。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本実施例に係る直流スイッチボックス、その監視システム及び監視方法は、関連技術において直流スイッチボックスが知能化に十分でなく、タイムリーな制御および監視ができない技術課題を解決する。本実施例は、監視システムを採用して直流スイッチボックスの動作状況を監視し、直流スイッチボックスにブレーカー及び絶縁スイッチを設置することで、故障が発生した際に、直流スイッチボックスとバスバー／給電設備との接続を遮断し、直流スイッチボックスを知能化してタイムリーに監視および保護し、人員及び財産の安全を保証することができる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
正極ボックス、負極ボックス、ブレーカー及び絶縁スイッチを備え、
前記ブレーカーの第１端が前記正極ボックスのバスバーに接続するように構成され、前記ブレーカーの第２端が前記絶縁スイッチの第１端に接続され、前記ブレーカーは、前記直流スイッチボックスが故障した際に、前記正極ボックスと前記正極ボックスのバスバーとの接続を遮断するように構成され、
前記絶縁スイッチの第２端が架空線に接続され、前記絶縁スイッチは、前記直流スイッチボックスと架空線との間の電圧信号を遮断・導通するように構成される、直流スイッチボックス。
【請求項２】
前記ブレーカーが直流ブレーカーである、請求項１に記載の直流スイッチボックス。
【請求項３】
請求項１〜２のいずれか１項に記載の直流スイッチボックスを監視することに用いられる直流スイッチボックスの監視システムであって、
信号収集モジュール、サーバ、通信モジュール及びプロセッサーを備え、
前記信号収集モジュールの第１入力端は、前記直流スイッチボックスの正極ボックスのバスバーに接続され、前記正極ボックスのバスバーの信号を収集するように構成され、前記信号収集モジュールの第２入力端は、前記直流スイッチボックスの負極ボックスのバスバーに接続され、前記負極ボックスのバスバーの信号を収集するように構成され、前記信号収集モジュールの第３入力端は、前記直流スイッチボックスのブレーカーの第２端に接続され、保護装置におけるブレーカーから出力する電気信号を収集するように構成され、
前記通信モジュールの入力端が前記信号収集モジュールの出力端に接続され、前記通信モジュールの第１送信端が前記サーバに接続されるとともに、前記通信モジュールの第２送信端が前記プロセッサーの制御端に接続され、前記通信モジュールは、前記信号収集モジュールによる収集信号を前記サーバに送信するように構成され、前記サーバと前記プロセッサーとの通信の送信を行い、
前記サーバは、データベースを構築するように前記信号収集モジュールによる収集信号を整合し、前記信号収集モジュールによる収集信号をリアルタイムに監視し、前記通信モジュールによって前記プロセッサーへ信号を送信するように構成され、
前記プロセッサーの出力端が前記直流スイッチボックスの制御端に接続され、前記プロセッサーは、前記サーバが送信した信号に基づき、前記直流スイッチボックスに対して保護動作を行うように構成される、直流スイッチボックスの監視システム。
【請求項４】
分流器を更に備え、
前記分流器の第１端が前記直流スイッチボックスのブレーカーの第２端に接続され、前記分流器の第２端が前記直流スイッチボックスの絶縁スイッチの第１端に接続され、前記分流器は、前記ブレーカーから出力する信号を制限し、前記信号収集モジュールは、制限された電気信号を収集するように構成される、請求項３に記載の監視システム。
【請求項５】
前記分流器は、電流検出端および電圧検出端を備え、前記信号収集モジュールの第３入力端は、電流収集端および電圧収集端を備え、
前記信号収集モジュールの電流収集端は、前記分流器の電流検出端に接続され、前記電流検出端の電流を検出するように構成され、電圧収集端は、前記分流器の電圧検出端に接続され、前記電圧検出端の電圧を検出するように構成される、請求項４に記載の監視システム。
【請求項６】
前記信号収集モジュールは、光ファイバー絶縁アンプを備える、請求項３〜５のいずれか１項に記載の監視システム。
【請求項７】
マスタ機を更に備え、
前記マスタ機は、前記通信モジュールを介して前記サーバに接続され、前記サーバが構築されたデータベースと前記信号収集モジュールのリアルタイム監視データとを記憶して表示し、外部制御指令を受信し、前記通信モジュールによって前記サーバに送信するように構成され、
前記サーバは、更に前記外部制御指令に応じて、前記通信モジュールによって前記プロセッサーへ信号を送信するように構成される、請求項３〜６のいずれか１項に記載の監視システム。